制备Lyocell纤维用纤维素浆粕的碱性酶处理工艺

元 伟，姚勇波，张玉梅，王华平

(1. 东华大学 材料科学与工程学院，上海 201620； 2. 嘉兴学院 材料与纺织工程学院，浙江 嘉兴 314001)

纤维素纤维具有来源丰富、天然可再生的优势，同时具有吸湿透气、穿着舒适等优点，广泛用于服装、家纺等领域[1-2]，以纤维素为原料制备再生纤维素纤维，其产业化制备方法为溶液纺丝法[3]。纤维素浆粕原料的相对分子质量及其分布受生长周期、生长地域、植物种类等多种因素影响，给生产工艺的稳定控制带来了困难。传统的粘胶生产中，需要“老成”工艺使纤维素浆粕的聚合度降低到一定的范围内[4]。使用N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液为溶剂可直接溶解纤维素，生产过程绿色环保，且纤维性能优良[5-7]。溶剂NMMO水溶液对纤维素的溶解速度快、溶解度较高[8]，并可溶解高相对分子质量的纤维素[9-11]，但在生产中为提高溶解效率和溶液品质，需要对浆粕进行预处理。一般采用机械搅拌、酸活化、碱中和方法进行预处理，而辐射、酶处理等方法也有报道[12-15]。酶处理的优点是无毒环保，工艺操作简单，对NMMO的回收利用没有影响。

纤维素酶是一种蛋白质，与纤维素作用能够切断纤维素分子中1,4-糖苷键等[16]，已广泛应用于食品、纺织、生物能源等领域。利用纤维素酶处理的浆粕进行溶解和纺丝，可提高纤维素与溶剂的可及度，并进而提高溶解速率以及减小纤维素大分子在溶剂中的聚集尺寸。理论上应选择破坏纤维素无定形区氢键的酶，然而单一破坏氢键的纤维素酶不易获得，且其活性和效率很低[16]。……